Истина о коришћењу грејача са кертриџима од 5 до 7 В/цм² у материјалима ниске-ниске проводљивости

Широко распрострањено уверење међу дизајнерима опреме је да би грејач кертриџа са датом густином у ватима радио исто без обзира на материјал око њега. Ова идеја је веома погрешна. Материјал око грејача утиче на то колико добро топлота излази на површину омотача, а то директно утиче на то да ли грејач ради или не.

Шта материјал око њега чини свему
Кертриџ грејач се ослобађа топлоте тако што је спроводи у материјал око себе. Топлота путује брзо када материјал има високу топлотну проводљивост, као што је алуминијум (205 В/м·К), бакар (400 В/м·К) или челик (50 В/м·К). Плашт грејача одржава близу предвиђене температуре, па чак и при густини снаге од 6 или 7 В/цм², жица унутрашњег отпора је у сигурним границама.

Али ако ставите исти грејач кертриџа у материјал који не проводи добро електричну енергију, као што је пластика (0,2 до 0,5 В/м·К), гума или мирни ваздух, ствари се много мењају. Врућина не може да изађе довољно брзо. Температура омотача расте, а затим температура унутарње жице још више расте. Изолација од магнезијум оксида се поквари, а затим поквари.

Опсег од 5 до 7 В/цм² у пракси
У металним апликацијама са добрим термичким контактом, опсег густине снаге од 5 до 7 В/цм² добро функционише, према ономе што сам видео на терену. За пластику и друге материјале који слабо проводе струју, најбоље је држати на доњем крају, између 5 и 6 В/цм². Требало би да будете опрезни са 4 В/цм² за загревање ваздуха, осим ако нема много протока ваздуха.

У неким случајевима, на пример када се користи активно хлађење или пулсни рад, неки произвођачи гурају кертриџ грејаче на 15 или 20 В/цм². Ово нису правила; они су изузеци. Све преко 5 В/цм² брзо ће пропасти када се непрекидно користи у мирном ваздуху.

Видети знаке невоље
Како оператер може знати да ли је густина снаге превелика за посао? Пре потпуног квара, постоји неколико симптома да нешто није у реду. Када је грејач укључен, споља светли црвено. То значи да су температуре омотача изнад 600 степени, што је често превисоко за обичан нерђајући челик. Грејач престаје да ради у року од неколико недеља од постављања и нема видљивих оштећења споља. Рупа за монтажу има мрље, накупљање угљеника или трагове топљења материјала око грејача.

Један од најупечатљивијих знакова је да заменски грејачи не раде у исто време. Ако се исти образац квара и даље дешава, то је скоро често зато што апликација има превелику густину снаге, а не зато што је серија грејача лоша.

Промена густине снаге без промене снаге
Смањење густине снаге није увек једнако смањењу укупне снаге. Ако задржите исту снагу и повећате дужину загревања, густина снаге се смањује. Повећање пречника грејача је још један начин да се добије већа површина за исту снагу. Грејач пречника 12 мм има око 20% већу површину од грејача пречника 10 мм исте дужине. То значи да може да користи више снаге при истој густини снаге.

Други начин да то урадите је да користите неколико краћих грејача уместо једног дугог. Ово шири топлотни терет на већи регион. Ово вам такође даје резервни план: ако се један грејач поквари, други ће одржавати простор топлим док не дођу нови.

Погрешна идеја о контролисању температуре
Многи људи мисле да добар регулатор температуре може надокнадити превелику густину снаге тако што ће чешће укључити и искључити грејач. Ово не помаже. Проблем није у просечној снази, већ у непосредној температури на отпорној жици током циклуса укључивања. Локализовано прегревање које уништава изолацију може да се деси чак и током кратких-циклуса са превеликом густином снаге.

Прави одговор је да подесите праву густину снаге од самог почетка. Након што се угради грејач, не можете смањити његову густину снаге без промене самог грејача.

Смернице за посебне примене
За грејање колектора за бризгање, где је грејач кертриџа у потпуности обложен челиком, 6 до 7 В/цм² даје брз одговор и дуг животни век. 5 до 6 В/цм² је безбедније за вруће млазнице које директно загревају пластику. 5 В/цм² значајно продужава век заптивних шипки машина за паковање, где се често загревају шипке за паковање. За еколошке коморе или лабораторијске ваздушне пећи, најбоље је да останете испод 4 В/цм².

Није довољно само запамтити бројеве када бирате праву густину снаге за грејач кертриџа. Такође морате знати како ће се грејач користити у јединственом термалном окружењу. Свака комбинација величине грејача, материјала око њега, радне температуре и радног циклуса има своје сопствене потребе. Професионална помоћ у дизајну осигурава да наведена густина снаге функционише у стварном свету, а не само на папиру.